KR840000709B1 - Improvement in the process of polymerising vinyl chloride in seeded microsuspension - Google Patents

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Abstract

Vinyl chloride polymer or copolymer is prepd. by means of polymerization in a seeded microsuspension contg. organic soluble initiator (A). A is an organic peroxide, such as lauroyl, decanoyl or caproyl peroxide, tertiary isobutyl diethyl peracetate, dihexyl percarbonate, or diacetyl peroxide, and is activated throughout the polymerization operation by an organic metal complex generated by the reaction between organic soluble metal salt and a complex compound of nitric acid and the metal complex.

Description

접종한 미소현탁액 중에서의 염화비닐중합체의 제조방법Method for producing vinyl chloride polymer in inoculated microsuspension

본 발명은 접종한 미소현탁액 중에서의 염화비닐단독중합체 및 공중합체의 개선된 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an improved process for the preparation of vinyl chloride homopolymers and copolymers in inoculated microsuspensions.

프랑스공화국 특허공고번호 제1,485,547호 및 추가특허 공고번호 제91,706호에 의하면, 중합에 필요한 모든 개시제를 함유하는 접종물질 존재하의 미소현탁액중에서 염화비닐의 중합을 수행하면 단일 미소현탁액중에서 중합을 수행하는 경우에 비하여 개시제의 소모가 최소로 되고, 반응균일성이 커지며 또한 반응대역내의 교착율(膠着率)이 낮아지는 것외에 생성된 라텍스중의 중합체 농도가 커지는 등의 이점이 있다고 공지되어 있다.According to French Patent Publication No. 1,485,547 and Additional Patent Publication No. 91,706, the polymerization of vinyl chloride in a microsuspension in the presence of an inoculum containing all the initiators required for polymerization is carried out in a single microsuspension. It is known that there is an advantage in that the consumption of the initiator is minimized, the reaction uniformity is increased, and the concentration of the polymer in the latex is increased, in addition to the low deadlock in the reaction zone.

또, 프랑스공화국 특허공고번호 제7,513,582호 공개번호(제2,309,569호) 및 추가특허공고번호 제7,608,025호(공개번호 제2,344,579호)에 의하면, 미소현탁액중에서 염화비닐의 중합을 수행하는 데에 있어서 입도가 서로 다른 2개 이상의 접종물질로 조성되며 또 이들 접종물질중의 하나 이상이 중합에 필요한 모든 개시제를 함유함을 특징으로 하는 미소현탁액을 사용하면 생성된 라텍스중의 중합체 농도를 보다 증가시킬 수가 있고, 점도를 감소시킬 수가 있으며, 입도의 과립성을 향상시킬 수 있는 것 외에도 플라스티졸의 제조에 특히 적합한 성질을 지니는 물질을 제조할 수가 있음이 공지되어 왔다.Further, according to French Patent Publication No. 7,513,582 Publication No. (2,309,569) and Supplementary Patent Publication No. 7,608,025 (Public Publication No. 2,344,579), the particle size in the polymerization of vinyl chloride in a microsuspension It is possible to increase the polymer concentration in the resulting latex by using microsuspensions which are composed of two or more different inoculants and at least one of these inoculum contains all the initiators necessary for polymerization, It has been known that in addition to being able to reduce the viscosity and to improving the granularity of the particle size, it is possible to produce materials having properties which are particularly suitable for the production of plastisols.

또 프랑스공화국 특허공고번호 제7,320,882호(공개번호 제2,234,321호)에 의하면, 미리 제조하거나, 또는 수용성 금속염과 착화제와의 반응 그 자체로 생성되는 유기용성 금속착화합물을 사용하여 중합조작 전반에 걸쳐 개시제를 활성화시키면 개시제의 사용량을 감소시킬 수가 있고, 중합속도를 증가시킬 수가 있으며, 반응대역내의 교착형성율을 감소시킬 수가 있다는 것이 공지되어 있다.Further, according to French Patent Publication No. 7,320,882 (Publication No. 2,234,321), an initiator is used throughout the polymerization operation using an organic soluble metal complex compound prepared in advance or produced by the reaction of a water-soluble metal salt with a complexing agent itself. It is known that activating can reduce the amount of initiator used, increase the rate of polymerization, and reduce the rate of deadlock in the reaction zone.

전술한 방법들을 사용하면, 접종한 미소현탁액 중합에 의해 염화비닐중합체를 공업적 규모로 제조할 수는 있으나, 하기와 같은 개선점, 즉 반응방법에 있어서 중합시간 및 교착생성량을 감소시킴으로써 수율을 향상시켜야 하거나, 또는 열안정성 및 자외선 안정성 등과 같은 염화비닐중합체의 성질을 저하시킬 수 있는 수용성 금속염류인 잔류물 양을 감소시킴으로써 전환율을 보다 증가시킴과 동시에 단량체에 의한 오염의 요인을 감소시켜야 하는 등의 개선의 시도화가 요청된다.Using the above-described methods, vinyl chloride polymer can be produced on an industrial scale by inoculating microsuspension polymerization, but the following improvements, i.e., the yield method should be improved by reducing polymerization time and deadlock production. Or by reducing the amount of residues of water-soluble metal salts that may degrade the properties of the vinyl chloride polymer, such as thermal stability and UV stability. Attempt of is requested.

본 발명에 의하여 전술한 문제점들을 해결할 수가 있다. 본 방법은 염화비닐 또는 염화비닐과 1종이상의 공중합성 단량체와의 혼합물을, 미리 제조한 입도가 서로 다른 1개이상의 접종물질로 조성되며, 이 접종물질중의 하나이상이 미소현탁액중의 중합에 의해 제조되고 중합에 필요한 모든 유기용성 개시제를 함유하는 비닐중합체 입자들의 분산액상의 접종한 미소현탁액중에서 중합을 수행함을 특징으로 한다. 이때 전술한 개시제는 미리 제조하거나 또는 질산과 유기용성금속 착화합물과 결합을 이루고 있음을 특징으로 하는 착화제와 유기용성 금속염과의 반응 그 자체에 의하여 생성되는 유기금속 착화합물을 사용하여 중합 조작전반에 걸쳐서 활성화된다.The present invention can solve the above problems. The method comprises a mixture of vinyl chloride or vinyl chloride with at least one copolymerizable monomer, consisting of one or more inoculum of different particle sizes prepared in advance, wherein at least one of the inoculum is subjected to polymerization in a microsuspension. And the polymerization is carried out in an inoculated microsuspension of a dispersion of vinyl polymer particles prepared by and containing all the organic solvents required for polymerization. At this time, the above-mentioned initiator is prepared in advance or is used in the entire polymerization operation using the organometallic complex produced by the reaction of the complexing agent and the organic soluble metal salt itself, characterized in that it is combined with nitric acid and the organic soluble metal complex. Is activated.

단량체류의 혼합물에 있어서 염화비닐의 함량은 50중량% 이상이며, 공중합성 단량체류는 염화비닐의 공중합에 통상 사용되는 것을 사용하는데 이들을 예시하면, 비닐아세테이트, 프로피오네이트 및 벤조에이트 등과 같은 모노 및 폴리카르복실산류의 비닐에스테르류; 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 푸마르산, 이타콘신 등의 불포화모노 및 폴리카르복실산과 이들의 지방족, 지환족, 방향족 에스테르류, 아미드류 및 니트릴류; 비닐 및 비닐리덴 할로겐화물류; 알킬비닐에테르류; 올레핀류를 열거할 수가 있다.The content of vinyl chloride in the mixture of monomers is 50% by weight or more, and the copolymerizable monomers are those commonly used for copolymerization of vinyl chloride. Examples thereof include mono and vinyl, acetate, propionate and benzoate. Vinyl esters of polycarboxylic acids; Unsaturated mono and polycarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid and itaconic acid, and aliphatic, alicyclic, aromatic esters, amides and nitriles thereof; Vinyl and vinylidene halides; Alkyl vinyl ethers; Olefins can be enumerated.

접종물질을 형성하는 비닐중합체로서는 폴리염화비닐, 염화비닐과 전술한 공중합성 단량체류와의 공중합체, 상기 단량체류의 단독중합체 및 상기 단량체류 상호간의 공중합체를 열거할 수가 있으며, 단일조작에 있어서는 접종물질이 다른 중합체류는 동일 또는 상이하여도 좋다.Examples of the vinyl polymer forming the inoculating material include polyvinyl chloride, copolymers of vinyl chloride and copolymerizable monomers described above, homopolymers of the monomers, and copolymers of the monomers. In a single operation, Polymers with different inoculum may be the same or different.

개시제를 함유하는 접종물질(이하, 제1 접종물질이라 한다)은 미소현탁액중에서의 상용되는 중합법, 이를테면 안정제로서 유화제를 함유하는 수성매질중에 강제 기계적 방법에 의하여 분산시킨 1종이상의 단량체로 조성(균질화)되는 유기용성 개시제 존재하의 중합에 의해 제조된다. 이 미소현탁액은 평균 직경이 0.05 내지 1.5μm, 바람직하게는 0.2 내지 1μm인 중합체의 입자들의 수분산액상을 이룬다.The inoculum containing the initiator (hereinafter referred to as the first inoculum) is composed of one or more monomers dispersed by a forced polymerization method in a commercially available polymerization method in a microsuspension, such as an aqueous medium containing an emulsifier as a stabilizer ( Homogenized), in the presence of an organic soluble initiator. This microsuspension forms an aqueous dispersion of particles of polymer having an average diameter of 0.05 to 1.5 μm, preferably 0.2 to 1 μm.

중합에 필요하고, 중합체 입자들중에 함유되는 유기용성 개시제로서는 일반으로 디아실과산화물류와 같은 유기과산화물을 사용하는데, 이들을 예시하면 라우로일, 데카노일, 카프로일 과산화물류, 제3 이소부틸디에틸퍼아세테이트, 디에틸헥실퍼카르보네이트 및 디아세틸과산화물을 열거할 수가 있다.Organic solvents required for polymerization and contained in the polymer particles are generally used organic peroxides such as diacyl peroxides. Examples thereof include lauroyl, decanoyl, caproyl peroxides, and third isobutyldiethyl. Peracetate, diethylhexyl percarbonate, and diacetyl peroxide can be mentioned.

개시제의 선택은 채용하는 반응온도에서의 분해속도에 관계되며, 또 유기용성 개시제를 복합적으로 사용할 수도 있다. 이 경우에는 반응성이 다른 것을 사용하는 것이 바람직하다.The choice of initiator is related to the rate of decomposition at the reaction temperature employed, and it is also possible to use an organic solvent in combination. In this case, it is preferable to use a thing with different reactivity.

접종중합체 입자들중에 함유되는 유기용성 개시제의 함량은 상기 중합체에 대하여 0.05 내지 5중량%이다. 개시제를 함유하거나 함유하지 않아도 좋으며, 비닐중합체 입자들의 분산액상을 이루는 기타 접종물질들에 있어서 이들 접종물질을 구성하는 입자들은 서로 다르며, 또 제1 접종물질들의 입경과도 다른데, 통상 0.02 내지 1.5μm이며, 0.02 내지 0.8μm인 것이 바람직하다. 이들 입자들의 분산액은 미소현탁액 또는 유제중에서 상용되는 중합법에 비해 제조할 수가 있다.The content of the organic solvent initiator contained in the inoculating polymer particles is 0.05 to 5% by weight based on the polymer. In other inoculants which may or may not contain an initiator, and the inoculum forms a dispersion of the vinyl polymer particles, the particles constituting the inoculum are different from one another and are different from the particle size of the first inoculum, which is usually 0.02 to 1.5 μm. It is preferable that it is 0.02-0.8 micrometer. Dispersions of these particles can be prepared in comparison with polymerization methods commonly used in microsuspensions or emulsions.

본 발명에 따른 중합에 있어서 접종물질의 사용량은 접종물질이 함유하는 중합체함량이 염화비닐(중합시킬 공단량체의 유무에 관계없이)과 접종 중합체와의 합에 대하여 1 내지 50중량%가 함유되도록 사용한다. 접종물질을 2종 이상 사용할 때에는 기타 접종물질에 대한 제1 접종물질의 비율은 제조할 중합체의 조성에 따라 좌우되나 95/5 내지 5/95이다. 또 접종물질 상호간의 비율 및 접종물질의 총량은 중합체 입자들중에 함유되는 유기용성 개시제량이 보충해주는 개시제의 첨가없이 중합이나 공중합을 수행하는데 충분한 범위내에서 선택되어진다.The amount of inoculum used in the polymerization according to the present invention is used so that the polymer content of the inoculum is contained in an amount of 1 to 50% by weight based on the sum of the vinyl chloride (with or without comonomer to polymerize) and the inoculum polymer. do. When two or more inoculants are used, the ratio of the first inoculum to other inoculum is 95/5 to 5/95 depending on the composition of the polymer to be prepared. In addition, the ratio between the inoculum and the total amount of the inoculum is selected within a range sufficient to perform polymerization or copolymerization without the addition of an initiator to supplement the amount of the organic soluble initiator contained in the polymer particles.

중합시 필요한 물함량은 접종물질중의 물함량을 유념하면서 접종물질중의 중합체(S)와 염화비닐(기타 공중합성 단량체의 유무에 관계없이) 총합의 초기농도가 반응혼합물에 대하여 20 내지 80중량%, 바람직하게는 45 내지 75중량%가 되도록 하여야 한다.The water content required for the polymerization is 20 to 80% by weight of the total concentration of the polymer (S) and vinyl chloride (with or without other copolymerizable monomers) in the inoculum, based on the water content of the inoculum. %, Preferably 45 to 75% by weight.

중합매질중에 존재하며, 미소현탁액 방법에 있어서 접종하는 물질은 새로 균일매질을 첨가시키는 일이 없이 단량체를 충분히 분산시킬 수 있는 양이어야 한다.The material to be inoculated in the polymerization medium and inoculated in the microsuspension method should be an amount capable of sufficiently dispersing the monomer without adding a new homogeneous medium.

미소현탁액의 안정성을 개선하는 데에는 1종 이상의 비이온성 유화제와 함께 1종이상의 음이온성 유화제를 중합조작전 또는 중합조작도중에 첨가시키면 효과적일 수도 있다. 음이온성 유화제로서는 알카리금속의 알킬술페이트, 알킬술포네이트, 알킬아릴술포네이트, 알킬페녹시벤젠술포네이트, 비닐술포네이트, 알릴술포네이트, 알킬술포숙시네이트 및 알킬포스페이트 등의 지방산 비누류가 바람직하며, 비이온성 유화제로서는 각종의 히드록시화 유기화합물상의 에틸렌옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드의 중축합물이 바람직하다.It may be effective to improve the stability of the microsuspension by adding at least one anionic emulsifier together with at least one nonionic emulsifier before or during the polymerization operation. As the anionic emulsifier, fatty acid soaps such as alkyl sulfates, alkylsulfonates, alkylarylsulfonates, alkylphenoxybenzenesulfonates, vinylsulfonates, allylsulfonates, alkylsulfosuccinates and alkylphosphates of alkali metals are preferable. As the nonionic emulsifier, polycondensates of ethylene oxide or propylene oxide on various hydroxylated organic compounds are preferable.

유화제 함량은 염화비닐 또는 염화비닐-공중합성 단량체 혼합물에 대하여 최고 3중량%까지 배합할 수가 있다. 이 양은 반응에 유효한 효과를 주는데 일반으로 사용되는 양이다. 그러나 미소현탁액용 안정제로서만 작용하고, 입자들의 과립성에 영향을 주지않는 유화제의 경우에 있어서는 전술한 범위를 벗어난 함량으로 사용하더라도 본 발명의 범주에서 벗어나는 것은 아니다.The emulsifier content can be blended up to 3% by weight relative to the vinyl chloride or vinyl chloride-copolymerizable monomer mixture. This amount is the amount commonly used to give an effective effect on the reaction. However, in the case of the emulsifier which acts only as a stabilizer for the microsuspension and does not affect the granularity of the particles, even if used in a content outside the above range it does not depart from the scope of the present invention.

반응혼합물은 중합온도에서의 자생압력하에 가열을 행하고 이 가열온도는 목적하는 분자량에 따라 좌우되며 염화비닐중합체의 성질에 따라 결정된다. 이 온도는 통상 10 내지 85°이며, 30 내지 70°의 범위가 바람직하다.The reaction mixture is heated under autogenous pressure at the polymerization temperature and the heating temperature depends on the desired molecular weight and on the properties of the vinyl chloride polymer. This temperature is 10-85 degrees normally, and the range of 30-70 degrees is preferable.

중합속도를 촉진하기 위해서는 미리 제조하거나 또는 수용성 금속염과 착화제와의 반응 그 자체에 의해 생성된 유기금속 착화합물을 사용하여 접종물질입자들중에 함유된 개시제를 중합조작 전반에 걸쳐서 활성화시킨다.In order to accelerate the polymerization rate, the organometallic complex compound prepared in advance or produced by the reaction of the water-soluble metal salt and the complexing agent itself is used to activate the initiator contained in the inoculum particles throughout the polymerization operation.

금속염은 금속염/개시제의 몰비가 0.05 내지 8이 되는 양을 사용하며, 이 금속으로서는 철, 구리, 코발트, 닉켈, 아연, 주석, 티탄, 바나듐, 망간, 크롬 및 은을 예시할 수가 있고, 황산염, 염화물, 질산염 또는 초산염 등과 같은 수용성 염류형태로 사용한다.The metal salt is used in an amount such that the molar ratio of the metal salt / initiator is 0.05 to 8, and examples of the metal salt include iron, copper, cobalt, nickel, zinc, tin, titanium, vanadium, manganese, chromium and silver, sulfates, It is used in the form of water-soluble salts such as chloride, nitrate or acetate.

착화제로서는 금속의 수용성 형태로부터 염화비닐에 가용성인 형태로 작용할 수 있고 중합 및 금속에 의한 개시제의 활성에 어떠한 억제작용을 갖지않는 화합물류를 사용할 수가 있다. 이와 같은 요건에 충족되는 화합물류의 예로서는 퍼플루오로부티르산, α-브로모라우르산, 술포살리실산, 나프텐산 및 옥토산과 같이 물에 약 용해성인 모노카르복실산류; 호박산, 타르타르산, 말레산 및 디히드록시말레산 등의 플리카르복실산과 이들의 무수물; 디-(2-에틸-)헥실인산과 같은 알킬인산; 아스코르브산과 같은 락톤류와 이들의 에스테르 및 부티로락톤; 아세틸락톤, 1,3-디히드록시아세톤 및 벤조인과 같이 α,β위치에 카르보닐관능기를 활성화시키는기를 갖는 케톤류 및 디페닐티오카르바존과 같은 카르바존류를 열거할 수가 있다. 착화제의 사용량은 중합온도, 반응기의 냉각능력 및 시약의 순도에 따라 좌우되나, 착화제/금속염의 몰비가 0.5 내지 4.5가 되는 양으로 사용한다.As the complexing agent, compounds which can act from the water-soluble form of the metal to the form soluble in vinyl chloride and which do not have any inhibitory effect on the polymerization and the activity of the initiator by the metal can be used. Examples of compounds that meet these requirements include monocarboxylic acids that are slightly soluble in water, such as perfluorobutyric acid, α-bromolauric acid, sulfosalicylic acid, naphthenic acid and octoic acid; Polycarboxylic acids such as succinic acid, tartaric acid, maleic acid and dihydroxymaleic acid and anhydrides thereof; Alkyl phosphoric acid such as di- (2-ethyl-) hexyl phosphoric acid; Lactones such as ascorbic acid, esters thereof and butyrolactone; The ketones which have a group which activates a carbonyl functional group in the (alpha), (beta) position like acetyl lactone, 1, 3- dihydroxy acetone, and benzoin, and carbazones, such as diphenylthiocarbazone, can be enumerated. The amount of the complexing agent depends on the polymerization temperature, the cooling capacity of the reactor, and the purity of the reagent, but the amount of the complexing agent is used in an amount such that the molar ratio of the complexing agent / metal salt is 0.5 to 4.5.

금속염류는 중합조작전 또는 중합조작시에 반응매질중에 도입시킬 수 있는데, 수용액의 형으로 도입시키거나 중합조작시에 도입시키는 경우에는 유화제에 용해시킨 혼합물형으로 하여 도입하거나 혹은 도입조작을 수행하기전에 착화제와의 수용액으로 하여 착화합물형으로 도입시킨다. 착화제는 단독으로 또는 유화제에 용해시킨 용액으로, 혹은 금속염과 함께 연속 도입시킨다.The metal salts may be introduced into the reaction medium before or during the polymerization operation, and may be introduced in the form of an aqueous solution, or in the case of the polymerization operation, in the form of a mixture dissolved in an emulsifier, or carried out for the introduction operation. As an aqueous solution with a complexing agent, it introduces into a complex compound type previously. The complexing agent is introduced either alone or in a solution dissolved in an emulsifier, or continuously with a metal salt.

활성체 사용을 보다 양호하게 달성하는 데에는 질산/금속염의 몰비가 0.1 내지 5, 바람직하게는 0.2 내지 3이 되는 양으로 질산을 활성체에 첨가한다. 질산은 반응매질의 수용액중에 단독으로 또는 금속과 함께, 혹은 착화제 또는 착화합물과 함께 도입시킨다.To achieve better use of the activator nitric acid is added to the activator in an amount such that the molar ratio of nitric acid / metal salt is from 0.1 to 5, preferably from 0.2 to 3. Nitric acid is introduced in an aqueous solution of the reaction medium, alone or in combination with a metal, or with a complexing agent or complex.

착화합물에 의한 개시제의 활성은 착화제 또는 착화합물의 도입조작의 종료시 및(또는) 금속이온의 유기용성형으로 부터 이의 수용성형으로의 전환시에 억제될 수 있으며, 이것은 반응매질에 에틸렌디아민 4초산외에 에틸렌디아민 4초산염, 니트릴로트리아세트산, 디에틸렌트리아민 5초산 및 N(2-히드록시에틸) 에틸렌디아민 3초산중에서 선택되는 금속이온 봉쇄제를 첨가시키면 용이하게 달성된다. 금속이온 봉쇄제는 금속염에 대하여 몰 화학양론양까지의 비율로 사용한다.The activity of the initiator by the complex can be inhibited at the end of the complexing agent or the introduction of the complex and / or upon conversion of the metal ions from the organic solubilization to its water soluble form, which is in addition to ethylenediamine tetraacetic acid in the reaction medium. The addition of a metal ion sequestrant selected from ethylenediamine tetraacetic acid, nitrilotriacetic acid, diethylenetriamine pentaacetic acid and N (2-hydroxyethyl) ethylenediamine triacetic acid is easily achieved. Metal ion sequestrants are used in ratios up to molar stoichiometry relative to metal salts.

본 발명은 또한 여과, 응고 및 배수, 스캐링, 원심경사분리 및 분무화 등의 공지의 방법에 의해 중합매질로 부터 염화비닐의 중합체와 공중합체를 단리시킨 후에, 상기의 방법에 의해 제조되는 염화비닐의 중합체 및 공중합체에 관한 것이다.The present invention also provides for the isolation of polymers and copolymers of vinyl chloride from the polymerization medium by known methods such as filtration, coagulation and drainage, scattering, centrifugation and atomization, followed by It relates to polymers and copolymers of vinyl.

본 중합체 및 공중합체는 시이트, 필름, 실, 중공(中空)제품, 세포물질, 캘린더링, 압출, 압출-블로우, 사출 및 캐스팅 등에 의해 제조되는 성형품, 피복커버 및 코우팅, 회전 캐스팅 또는 침지 등의 공지의 방법을 사용하여 플라스티졸의 용도를 위한 성형품의 제조에 사용할 수가 있다.The polymers and copolymers are formed from sheets, films, yarns, hollow products, cellular materials, calendering, extrusion, extrusion-blowing, injection and casting, molded articles, coating covers and coatings, rotary casting or dipping, and the like. Known methods can be used to produce molded articles for the use of plastisols.

[실시예 1]Example 1

물 5000g; 미소현탁액 중에서의 중합에 의해 제조되며, 농도가 과산화라우로일 7.5g을 함유하는 34.2중량%(400g)의 폴리염화비닐이고, 평균입경이 0.494μm인 접종물질 1170g; 유제중에서의 중합에 의해 제조되며, 농도가 개시제를 전혀 함유하지 않는 41.5중량%(200g)의 폴리염화비닐이고, 평균입경이 0.112μm인 접종물질 482g; 도데실벤젠술폰산나트륨 19.8중량% 수용액 354g; 황산구리 0.3g 및 염화비닐 1000g을 25ℓ용 오오토클레이브내에 도입시킨 다음, 52℃의 온도와 자생압력하에 가열을 행하고 반응전반에 걸쳐서 상기 온도로 유지하였다.5000 g of water; 1170 g of inoculum, prepared by polymerization in a microsuspension, having a concentration of 34.2% by weight (400 g) of polyvinyl chloride containing 7.5 g of lauroyl peroxide and having an average particle diameter of 0.494 µm; 482 g of inoculant, which is prepared by polymerization in an emulsion and has a concentration of 41.5 wt% (200 g) of polyvinyl chloride, containing no initiator at all, having an average particle diameter of 0.112 µm; 354 g of an aqueous 19.8% by weight sodium dodecylbenzenesulfonate solution; 0.3 g of copper sulfate and 1000 g of vinyl chloride were introduced into a 25-liter autoclave, then heated at a temperature of 52 ° C. and autogenous pressure, and maintained at that temperature throughout the reaction.

매질의 온도가 52℃가 될때 아스코르브산 0.4g/ℓ와 질산 0.168g/ℓ(d=1.38)을 함유하는 수용액을 3시간동안 0.12ℓ/시간의 속도로 도입시킨 다음, 3시간동안 0.08ℓ/시간의 속도로 도입시키고 반응종료때까지는 0.04ℓ/시간의 속도로 도입시켰다.When the temperature of the medium reaches 52 ° C., an aqueous solution containing 0.4 g / l ascorbic acid and 0.168 g / l nitric acid (d = 1.38) was introduced at a rate of 0.12 L / hour for 3 hours, and then 0.08 L / hr for 3 hours. It was introduced at a rate of time and at a rate of 0.04 L / hour until the end of the reaction.

오오토클레이브의 압력이 1바아 떨어졌을 때, 즉 10.5시간 후에 산용액의 도입조작을 중지하고 미반응단량체에 대하여 탈가스를 행하였다.When the pressure of the autoclave dropped by one bar, that is, after 10.5 hours, the introduction of the acid solution was stopped and degassing was performed on the unreacted monomer.

이와 같이 하여 중합체 농도가 57중량%, 즉 실제전환율이 염소사용량에 대하여 91%인 중합체의 분산액 17000g을 얻었다.This gave 17000 g of a dispersion of polymer having a polymer concentration of 57% by weight, that is, an actual conversion rate of 91% relative to chlorine usage.

오오클레이브내의 교착생성량은 염소사용량에 대하여 1.22중량%인 122g이었다. 생성된 중합체는 평균 직경이 각각 1.12μm 및 0.2μm인 입자들의 두개의 집단으로 구성되었다.The amount of deadlock in the oclave was 122 g, which was 1.22 wt% based on the chlorine consumption. The resulting polymer consisted of two populations of particles having an average diameter of 1.12 μm and 0.2 μm, respectively.

비교실험으로서 질산을 사용하지 않고 실시예 1의 조작을 반복 행하였다. 중합시간은 10시간 40분 행하였다. 이와 같이하여 중합체 농도가 55.7중량%, 즉 실재 전환율이 염소사용량에 대하여 86중량%인 중합체의 분산액 16500g을 얻었다. 오오토클레이브내의 교착생성량은 염소사용량에 대하여 1.75중량%인 175g이었다.The operation of Example 1 was repeated without using nitric acid as a comparative experiment. The polymerization time was performed for 10 hours 40 minutes. This gave 16500 g of a dispersion of polymer having a polymer concentration of 55.7% by weight, that is, a conversion rate of 86% by weight relative to chlorine usage. The deadlock in the autoclave was 175 g, which was 1.75 wt% based on the chlorine consumption.

생성된 중합체는 평균직경이 각각 1.12μm 및 0.195μm인 입자들의 두개의 집단으로 구성되었다.The resulting polymer consisted of two populations of particles having an average diameter of 1.12 μm and 0.195 μm, respectively.

상기 결과로부터 질산을 사용하면 전환율이 보다 높아짐과 동시에 교착 생성량이 보다 적어짐을 알 수가 있다.From the above results, it can be seen that the use of nitric acid results in a higher conversion and a smaller amount of deadlock.

[실시예 2]Example 2

실시예 1에 있어서 황산구리 사용량을 0.3g 대신에 0.150g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 조작을 수행하여 그 결과 및 비교실험의 결과를 하기에 기재하였다.The same operation as in Example 1 was carried out except that the amount of copper sulfate used in Example 1 was used instead of 0.3g, and the results and the results of the comparative experiments are described below.

Figure kpo00001
Figure kpo00001

질산이 결과에 미치는 영향이 관찰되었다.The effect of nitric acid on the results was observed.

[실시예 3]Example 3

실시예 2에 있어서 반응용기내에 황산구리를 도입시키지 않고 또 아스코르브산과 질산의 동일한 수용액의 도입비율을 0.25g/ℓ로 한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 조작을 수행하였다. 또 중합시간은 10시간으로 하였다.The same operation as in Example 1 was carried out except that copper sulfate was not introduced into the reaction vessel and the introduction ratio of the same aqueous solution of ascorbic acid and nitric acid was 0.25 g / L. In addition, the polymerization time was 10 hours.

이와 같이 하여 중합체 농도가 57.8중량%, 즉 실제전환율이 염소사용량에 대하여 93.5%인 중합체의 분산액 17200g을 얻었다. 반응용기내의 교착생성량은 염소사용량에 대하여 0.22중량%이었다. 생성된 중합체는 평균직경이 각각 1.12μm 및 0.194μm인 입자들의 두개의 집단으로 구성되었다. 질산을 사용하지 않고 상기와 동일한 실험을 수행하여 하기의 결과를 얻었다.This gave 17200 g of a dispersion of polymer having a polymer concentration of 57.8% by weight, that is, an actual conversion rate of 93.5% relative to chlorine usage. The amount of deadlock produced in the reaction vessel was 0.22% by weight based on the amount of chlorine used. The resulting polymer consisted of two populations of particles having an average diameter of 1.12 μm and 0.194 μm, respectively. The same experiment as above was carried out without using nitric acid to obtain the following results.

Figure kpo00002
Figure kpo00002

[실시예 4 내지 9][Examples 4 to 9]

실시예 3에 있어서 황산구리 대신에 동일한 양의 다른 금속염, 아스코르브산 대신에 동일한 양의 다른 착화제를 각각 사용한 것을 제외하고는 실시예 3의 조작 및 상응하는 비교실험 조작을 수행하였다. 조작조건 및 결과에 대해서는 실시예 3의 조작조건 및 결과와 함께 하기 제1표에 기재하였다.The operation of Example 3 and the corresponding comparative experiment operation were carried out except that the same amount of other metal salts in place of copper sulfate, and the same amount of other complexing agents in place of ascorbic acid, respectively, were used in Example 3. The operating conditions and results are listed in the following Table 1 together with the operating conditions and results of Example 3.

[실시예 10]Example 10

물 6400g; 미소현탁액 중에서의 중합에 의해 제조되며, 농도가 과산화라우로일 7.70g을 함유하는 32.5중량%(450g)의 폴리염화비닐이고, 평균입경이 0.521μm인 접종물질 1386g 및 염화비닐 9000g과를 25ℓ용 오오토클레이브내에 도입시킨 다음, 52℃의 온도와 자생압력하에 가열을 행하고 반응전반에 걸쳐서 이 온도로 유지시켰다.6400 g of water; Prepared by polymerization in a microsuspension, 32.5% by weight (450 g) of polyvinyl chloride containing 7.70 g of lauroyl peroxide, 1386 g of inoculum having an average particle diameter of 0.521 μm, and 9000 g of vinyl chloride, for 25 l After introduction into the autoclave, heating was carried out at a temperature of 52 ° C. and autogenous pressure and maintained at this temperature throughout the reaction.

매질의 온도가 52℃로 되었을 때 도데실벤젠술폰나트륨 58g/ℓ를 함유하는 수용액을 0.135ℓ/시간의 비율로 8시간동안 그리고 황산구리 0.25g/ℓ, 아스코르브산 0.4g/ℓ 및 질산(d=1.38) 0.16g/ℓ를 함유하는 수용액을 0.09ℓ/시간의 비율로 하여 동시에 도입시켰다.When the temperature of the medium reached 52 ° C., an aqueous solution containing 58 g / l of sodium dodecylbenzenesulfonate at a rate of 0.135 l / h for 8 hours and 0.25 g / l of copper sulfate, 0.4 g / l of ascorbic acid and nitric acid (d = 1.38) An aqueous solution containing 0.16 g / l was introduced at the same time at a rate of 0.09 l / hour.

오오토클레이브의 압력이 2바아 떨어졌을 때 착화합물과 질산용액의 도입을 중지시키고, 미반응단량체에 대하여 탈가스를 행하였다. 비교실험으로써 질산을 사용하지 않고 동일한 실험을 수행하였다. 그 결과를 하기에 기재한다.When the pressure of the autoclave dropped to 2 bar, the introduction of the complex compound and the nitric acid solution was stopped, and degassed for the unreacted monomer. The same experiment was performed without using nitric acid as a comparative experiment. The results are described below.

Figure kpo00003
Figure kpo00003

Figure kpo00004
Figure kpo00004

[실시예 11]Example 11

물 4000g; 미소현탁액 중에서의 중합에 의해 제조되며, 농도가 과산화라우로일 7.5g을 함유하는 34.2중량%(400g)의 폴리염화비닐이고, 평균입경이 0.494μm인 접종물질 1170g 및 염화비닐 10000g과를 25ℓ용 오오토클레이브내에 도입시킨 다음, 52℃의 온도와 자생압력하에 가열을 행하고 반응전반에 걸쳐서 이 온도로 유지하였다. 매질의 온도가 52℃로 되었을 때 도데실벤젠술폰나트륨 58g/ℓ를 함유하는 수용액을 0.15ℓ/시간의 비율로 8시간동안 그리고 황산구리 0.25g/ℓ, 아스코르브산 0.4g/ℓ 및 질산 0.16g/ℓ를 함유하는 수용액을 0.10ℓ/시간의 비율로 10시간 30분동안 동시에 도입시켰다. 오오토클레이브의 압력이 2바아 떨어졌을 때 착화합물과 질산용액의 도입을 중지시키고, 미반응 단량체에 대하여 탈가스를 행하였다.4000 g of water; It is prepared by polymerization in a microsuspension, and the concentration is 34.2% by weight (400 g) of polyvinyl chloride containing 7.5 g of lauroyl peroxide, 1170 g of inoculum having an average particle diameter of 0.494 μm, and 10000 g of vinyl chloride, for 25 l. After introduction into the autoclave, heating was carried out at a temperature of 52 ° C. and autogenous pressure and maintained at this temperature throughout the reaction. When the temperature of the medium reached 52 ° C., an aqueous solution containing 58 g / l of sodium dodecylbenzenesulfonate at a rate of 0.15 l / h for 8 hours and 0.25 g / l copper sulfate, 0.4 g / l ascorbic acid and 0.16 g / nitric acid An aqueous solution containing 1 L was introduced simultaneously for 10 hours 30 minutes at a rate of 0.10 L / hour. When the pressure of the autoclave dropped to 2 bar, the introduction of the complex compound and the nitric acid solution was stopped, and degassed with respect to the unreacted monomer.

비교실험으로써 질산을 사용하지 않은 상기와 동일한 실험(비교실험 A)과 질산을 사용하지 않았으나 실시예 11에서와 실질적으로 동일한 생성물이 얻어지는 활성체량을 사용한 실험(비교시험 B)를 행하고, 이들의 조작조건 및 결과를 하기에 기재하였다.As a comparative experiment, the same experiment (Comparative Experiment A) as above without using nitric acid and an experiment using the amount of active substance which did not use nitric acid but obtained substantially the same product as in Example 11 (Comparative Test B) were carried out. Conditions and results are described below.

Figure kpo00005
Figure kpo00005

상기 결과로부터 황산구리-아스코르브산 활성체를 사용하여 동일한 결과를 수행하기 위해 질산을 첨가시키면 황산구리와 아스코르브산의 양을 절반으로 감소시킬 수가 있기 때문에 생성되는 폴리염화비닐 열안정성의 저하를 방지할 수가 있음을 알 수 있다.From the above results, the addition of nitric acid to achieve the same results using the copper sulfate-ascorbic acid activator can reduce the amount of copper sulfate and ascorbic acid in half, thereby preventing the degradation of the polyvinyl chloride thermal stability produced. It can be seen.

[실시예 12]Example 12

실시예 11에 있어서 유화제 용액중에 황산구리를 0.22g/ℓ의 비율로 용해시킨 것을 제외하고, 또 아스코르브산과 질산과를 사용하지 않고 동일한 조작을 수행하였다.The same operation was carried out in Example 11, except that copper sulfate was dissolved at a rate of 0.22 g / L in the emulsifier solution and without using ascorbic acid and nitric acid.

비교실험으로써 질산을 사용하지 않고 동일한 실험을 반복행하여 그 결과들을 하기에 기재하였다.The same experiment was repeated without using nitric acid as a comparative experiment and the results are described below.

Figure kpo00006
Figure kpo00006

[실시예 13]Example 13

실시예 11에 있어서 아스코르브산을 유화제 용액중에 0.35g/ℓ의 비율로 도입시킨 것을 제외하고, 또 황산구리와 질산과를 사용하지 않고 동일한 조작을 수행하여 하기의 결과를 얻었다.Except ascorbic acid was introduced into the emulsifier solution in Example 11 at the rate of 0.35 g / l, and the same operation was performed without using copper sulfate and nitric acid, and the following result was obtained.

Figure kpo00007
Figure kpo00007

[실시예 14]Example 14

실시예 3에서 염화비닐 10000g 대신에 염화비닐 9550g과 초산비닐 450g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 조작을 수행하여 하기의 결과를 얻었다.The same operation as in Example 3 was carried out except that 9550 g of vinyl chloride and 450 g of vinyl acetate were used in place of 10000 g of vinyl chloride in Example 3 to obtain the following results.

Figure kpo00008
Figure kpo00008

[실시예 15]Example 15

탈염수 265kg; 미소현탁액중에서의 중합에 의해 제조되며, 농도가 과산화라우로일 0.3kg을 함유하는 36.8중량%(25.2kg)의 폴리염화비닐이고, 평균입경이 0.55μm인 접종물질 68.5kg; 유화제중에서의 중합에 의해 제조되며, 개시제를 함유하지 않은 40.5중량%(12kg)의 폴리염화비닐이고, 평균입경이 0.13μm인 접종물질 29.7kg ; 도데실벤젠술폰산나트륨 20.3중량% 수용액 17.3kg 및 염화비닐 500kg과를 800ℓ용 오오토클레이브내에 도입시킨 다음, 52℃의 온도와 자생압력하에 반응혼합물을 가열시키고, 반응전반에 걸쳐서 상기 온도로 유지시켰다.265 kg of demineralized water; 68.5 kg of inoculum, prepared by polymerization in a microsuspension, having a concentration of 36.8 wt% (25.2 kg) polyvinyl chloride containing 0.3 kg of lauroyl peroxide and having an average particle diameter of 0.55 μm; 29.7 kg of inoculating material prepared by polymerization in an emulsifier and containing 40.5% by weight (12 kg) of polyvinyl chloride containing no initiator and having an average particle diameter of 0.13 µm; 17.3 kg of an aqueous 20.3 wt% sodium dodecylbenzenesulfonate solution and 500 kg of vinyl chloride were introduced into an 800-liter autoclave, and then the reaction mixture was heated at a temperature of 52 ° C. and autogenous pressure, and maintained at the temperature throughout the reaction. .

매질의 온도가 52℃에 도달되었을 때, 황산구리 0.65g/ℓ, 아스코르브산 1g/ℓ 및 질산 0.83g/ℓ와를 함유하는 수용액을 반응이 종료될 때까지 2ℓ/시간의 비율로 4시간, 다음에 1.4ℓ/시간의 비율로 3시간 및 최종적으로 0.7ℓ/시간의 비율로 도입시켰다. 오오토클레이브 내부압력이 3바아 떨어졌을때, 착화제와 질산용액의 도입을 중지시키고, 미반응의 단량체에 대하여 탈가스를 행하였다. 비교실험으로써 질산을 사용하지 않고 실시예 15의 조작을 반복 행하여 하기의 결과를 얻었다.When the temperature of the medium reached 52 ° C, an aqueous solution containing 0.65 g / l copper sulfate, 1 g / l ascorbic acid and 0.83 g / l nitric acid was added for 4 hours at a rate of 2 l / hour until the reaction was completed, and then It was introduced at a rate of 1.4 l / hour at 3 hours and finally at 0.7 l / hour. When the internal pressure of the autoclave dropped by 3 bar, introduction of the complexing agent and the nitric acid solution was stopped, and degassing was performed on the unreacted monomer. As a comparative experiment, operation of Example 15 was repeated without using nitric acid, and the following result was obtained.

Figure kpo00009
Figure kpo00009

Claims (1)

미리 제조되며, 입도가 서로 다르고, 1개 이상의 미소현탁액중에서의 중합에 의해 제조되며, 중합에 필요한 유기용성 개시제를 모두 함유하는 비닐중합체 입자들의 분산액으로 구성되는 1종이상의 접종물질이 존재하는 미소현탁액중에서, 염화비닐 또는 염화비닐과 1종이상의 공중합성 단량체와의 혼합물의 중합을 수행하고 미리 제조하거나 또는 유기용성 금속착화합물과 질산과 결합됨을 특징으로 하는, 착화제와 수용성 금속염과의 반응 그 자체로 생성되는 유기용성 금속착화합물에 의해 중합전반에 걸쳐서 상기 개시제를 활성화시키는 것으로 이루어진 접종한 미소현탁액중에서의 중합에 의해 염화비닐의 단독중합체 및 공중합체의 제조방법.A microsuspension prepared in advance, prepared by polymerization in one or more microsuspensions, and having at least one inoculum composed of a dispersion of vinyl polymer particles containing all the organic solvents required for polymerization. In which the reaction between the complexing agent and the water-soluble metal salt itself is carried out by polymerization of vinyl chloride or a mixture of vinyl chloride with at least one copolymerizable monomer and preliminarily prepared or combined with an organic soluble metal complex and nitric acid. A process for producing homopolymers and copolymers of vinyl chloride by polymerization in an inoculated microsuspension consisting of activating the initiator throughout the polymerization with the resulting organic soluble metal complex compound.
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